Caratterizzazione dei suoli, delle acque di falda del sito sperimentale e prove di scambio

Caratterizzazione dei suoli, delle acque di falda del sito sperimentale e prove di

scambio

Water pollution reduction and water saving using a natural zeolitite cycle

LIFE+ Environmental Policy and Governance 2010

LIFE+10 ENV/IT/00321

Provincia di Ferrara

Workshop ZeoLIFE 4 Ottobre 2012, Camera di Commercio, Ferrara

UniFE Azione 1 – Azione 4a





Ferrara

Codigoro

Codigoro: suoli di origine alluvionale (fiume Po); zona di palude prima della Bonifica della seconda metà del 1800

L’alternarsi di regressioni e trasgressioni marine ha creato un’alternanza di facies sedimentarie (sabbie – argille), complicate ulteriormente dalla presenza di zone stagnanti (torbe).

Caratterizzazione dei suoli e delle acque





Carte realizzate nell’ambito del progetto EU. WATER

(http://www.eu-water.eu/)

Il terreno su cui insiste il campo è classificato Argilla siltosa, e si trova nei pressi di un grosso ramo del Po.Si trova alcuni metri al di sotto del livello medio del mare.

Sand: 2 mm < ϕ < 62.5 μm

Silt: 62.5 μm < ϕ < 3.9 μm

Clay: ϕ < 3.9 μm

http://www.eu-water.eu/





N

Campo ZeoLIFE

A B

CD

A-B 245 mB-C 290 m C-D 195 mD-E 292 m

(6 ha) Codigoro

Allevamento di galline (Amadori)

Impianto Idrovoro

Canale “Acque Basse” (collettore delle acque irrigue)

Uffici

1 2 3 4 5

6

Stazioni di monitoraggio permanenti (lisimetri, piezometri, sonde multiparametro, evaporimetro)

Stazione meteorologica

Sistema di captazione dell’acqua superficiale in uscita dal campo

Il campo sperimentale





Sono stati realizzati diversi carotaggi di suolo, con profondità variabile da 280 a 480 cm, più 4 campioni di fango delle scoline adiacenti.Ogni carota è suddivisa in vari segmenti di lunghezza variabile da 20 a 50 cm, a seconda dell’omogeneità del campione.





150 – 400 cm

0 – 100 cm

Ubicazione dei carotaggi

Log C1





C4 C9 C3

300

480

400

200

100

0C7 C2 C8

Sand Silty Sand LOAM Clay Silt Silty Clay Peat Peat levels

C1 C6 C5

H2S Acqua ricca di idrocarburi

Ambiente riducente

Sostanza bianca, ricca di solfati





Strato superficiale (prof variabile tra 0 e 150 cm): Limo argilloso con conchiglie e residui organici

SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 tot MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 L.O.I. Tot

53.34 0.69 15.89 7.35 0.11 4.51 6.78 0.69 2.98 0.17 7.51 100.00


55.93 0.67 14.54 6.45 0.10 4.62 6.89 1.15 2.76 0.13 6.75 100.00

Strato profondo (prof variabile tra 180 e 400 cm): Argilla limosa ricca di sostanza organica


58.84 0.58 13.12 5.73 0.11 3.26 8.45 1.22 2.53 0.12 6.05 99.99

Strato profondo (prof variabile tra 180 e 400 cm): LOAM e sabbia

Meteo Station

0

25

50

75

100

150

Drainage tubes

Water Table

MULTI PARAMETRIC PROBES Volumetric Water Content Temperature Electric Conductivity

PIEZOMETERSWater samples and direct

measure of NH4

LYSIMETERSInterstitial water

sampling

DATA LOGGERS (periodic and continuous data

acquisition ) Evaporimeter

Thickness of zeolitite-mixed soil

Schema del monitoraggio continuo del campo sperimentale

Stazione fissa a monitoraggio continuo (1 per parcella)

Monitoraggio meteo

Installazione del datalogger e del box di protezione della stazione

EvaporimetroDatalogger EM50

SensoriLisimetri

Piezometro





0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

C1 C2

C3 C4

C5 C3 Falda

C4 Falda

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Prof

ondi

tà (c

m)

Prof

ondi

tà (c

m)

NH4+ (ppm)

Nitrati (ppm)

Livello dei dreni

Livello dei dreni

Livello medio della falda

Livello medio della falda

Lo strato superficiale interessato dall’aratura (0- 50 cm) ha contenuti bassi di ione ammonio e variabili contenuti di nitrati.

La permeabilità del terreno è molto bassa.

I processi di nitrificazione sono attivi fino a circa 200 cm percolazione lenta dell’azoto derivato dalla fertilizzazione. L’acqua superficiale (captata dai dreni) dovrebbe contenere nitrati ma poco NH4

+.

In profondità l’ambiente e anossico-riducente (nelle torbe c’è H2S): ci sono alti livelli di NH4

+ di origine naturale. Questi tenori elevati contribuiscono alla vulnerabilità da nitrati della zona.

Acque interstiziali e di falda





Prove di scambio (Batch experiments)

Metodo statico. Si aggiunge una quantità nota di zeolitite ad una quantità nota (1litro) di liquame, si agita e poi si lascia in contatto per un certo tempo, a raggiungere l’equilibrio della reazione di scambio.

Rappresentazione schematica Batch Exp

Batteria Stirring timeZeolitite/manure

ratioTime for

equilibrium

L1 15' 25 gr/l 4h - 8h - 12h

L2 15' 50 gr/l 4h - 8h - 12h

L3 15' 75 gr/l 4h - 8h - 12h

L4 30' 25 gr/l 4h - 8h - 12h

L5 30' 50 gr/l 4h - 8h - 12h

L6 30' 75 gr/l 4h - 8h - 12h

L7 45' 25 gr/l 4h - 8h - 12h

L8 45' 50 gr/l 4h - 8h - 12h

L9 45' 75 gr/l 4h - 8h - 12h





02468

101214161820222426283032

0 2 4 6 8 10 12 14

Batteria 7 - 25 gr/l



Tempo di riposo (h)

mg NH4+ (media)

Tempo agitazione 45'

02468

101214161820222426283032

0 2 4 6 8 10 12 14

25 gr/l - prima replica

25 gr/l - seconda replica

25 gr/l - terza replica

Tempo di riposo (h)

mg NH4+ (media)

Tempo agitazione 45'

I risultati indicano che un rapporto zeolitite/liquame di 25 gr/l, un tempo di agitazione di 45’ e un tempo di riposo di 8-12 ore permettono alla zeolitite di catturare fino a 30 mg/g di NH4

+

Caratterizzazione dei suoli, delle acque di falda del sito sperimentale e prove di scambio

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